Projets

Le projet REFROIDI a pour objectif l’acquisition d’une chambre froide à -25°C pour le stockage et la préparation des échantillons de carottes de glace avant analyse. Cette acquisition vise à remplacer une chambre froide existante en utilisant les éléments encore fonctionnels afin de réduire au maximum les coûts et l’empreinte carbone. La chambre froide actuelle, utilisée par différents laboratoires franciliens travaillant avec des échantillons glaciaires, est en effet mal isolée et située dans un hangar en extérieur et est très sensible aux périodes de canicule entraînant des pannes chaque été. Ces pannes menacent la bonne conservation des archives glaciaires et il est nécessaire d’installer une nouvelle chambre froide en sous-sol avec un système plus étanche. Cette acquisition est essentielle dans le contexte du forage actuel de la carotte Beyond EPICA qui vise à reconstruire 1,5 million d’années d’histoire du climat. Cette chambre froide sera aussi utilisée pour la préparation d’échantillons glaciaires d’autres programmes, notamment pour les carottes de glace d’Antarctique et du Groenland en cours d’analyses dans le domaine du paléoclimat, et ouverte à la communauté pour différents programmes dans les années à venir. Pour permettre une utilisation facilitée de cet équipement par différentes équipes dans des conditions de travail relativement confortables malgré le froid, la chambre froide REFROIDI sera séparée en deux parties, une pour le stockage entre -20 et -25°C et une pour le travail de préparation (-15°C avec possibilité de baisser la température si besoin). La partie consacrée à la préparation des échantillons sera équipée de paillasses, de rayonnages, d’une balance et de deux scies à ruban. D’autres équipements pourraient être ajoutés en fonction des demandes de nouveaux partenaires. Cette acquisition est indispensable pour maintenir la capacité de stockage et d’analyse des archives glaciaires en Ile de France dans les années à venir et donc réaliser les grands programmes de recherche en paléoclimat en cours au niveau national et international, notamment le projet européen Beyond EPICA, l’ANR BIOCOD et l’ANR ToBE.

La morphologie complexe des objets archéologiques et du patrimoine nécessite d’utiliser des outils de préparation optimisés afin d’obtenir des échantillons adaptés pour la mise en oeuvre de différentes techniques d’analyses microstructurales. Parmi celles-ci la préparation de coupe transversale est primordiale pour comprendre les mécanismes de formation, d’élaboration et d’altération des matériaux anciens. C’est pourquoi nous souhaitons acquérir une scie de découpe de précision performante et adaptable à tous types de matériaux (métal, scories, minerai, roches, verres, céramique, os…). L’objectif de ce type d’équipement est de travailler à partir d’échantillons bruts ou mis en résine. Une découpe de précision est un préalable indispensable pour obtenir un état de surface plan nécessaire à une préparation pour examen micrographique (microscopie optique, électronique à balayage) et des analyses chimiques à l’échelle micrométrique (spectroscopie dispersive en énergie, en longueur d’onde, spectroscopie Raman et infrarouge, LA-ICP-MS…), voire nanométrique sur lame mince (microscope électronique en transmission, XPS, FIB, analyses sous rayonnement synchrotron…). L’échantillon sera fixé sur une table rainurée à l’aide de différents outils de bridage adaptables aux morphologies variées des échantillons. Son positionnement sera assuré à l’aide d’une visée laser. L’équipement sera doté de différents types de meules (SiC, alumine, diamant) afin d’adapter la découpe au matériau constitutif de l’échantillon. De même il sera possible de moduler la vitesse de rotation de la scie pour limiter les échauffements lors de la coupe. L’utilisation de disque diamanté permettra en outre de limiter le trait de coupe jusqu’à 150 μm d’épaisseur afin de réduire la perte de matériau archéologique. L’équipement sera doté d’un système de refroidissement à l’eau et d’un raccordement direct à un système d’aspiration externe pour limiter l’encrassement de la scie. Enfin la découpe s’opère sous un capot fermé qui assure une utilisation en toute sécurité.

Cette demande a pour objectif l’organisation de trois journées scientifiques à l’Université de Paris-Saclay autour des changements climatiques actuels et passés, leurs causes, leurs impacts sur les écosystèmes et leurs répercussions sur les sociétés humaines d’hier et d’aujourd’hui. La 8ème édition de « Climat et Impacts » qui se tiendra des 6 au 8 novembre 2024 dans les locaux de l’Ecole Nationale Supérieure, sur le campus de l’Université Paris Saclay. La conférence « Climat et Impacts » est devenue au fil des ans, un événement incontournable pour la paléoclimatologie française [1] et au-delà, un lieu de rencontre et de partage pour toutes les communautés dont les recherches et activités sont en lien direct ou indirect avec les changements climatiques (quelle que soit l’échelle de temps). De nouvelles sessions sont venues compléter l’offre initiale qui était axée sur les processus et la connaissance fondamentale de la variabilité climatique et des répercussions (et rétroactions) sur les écosystèmes. Il s’agit par exemple de : « le patrimoine culturel face au changement climatique », « impact du changement climatique sur les socio-éco-systèmes », « interaction humain-environnement durant le Pléistocène récent et l’Holocène ». En sept éditions, Climat et Impacts a multiplié par quatre le nombre de participants et de propositions de communications. En 2024, la 8ème édition accueillera ~ 350-400 participants en présentiel et en distanciel, échangeant autour de ~200 communications. Son organisation suivra le schéma établi depuis plusieurs années : appels à sessions, constitution d’un comité scientifique, établissement d’un programme en une dizaine de sessions reprenant et complétant les idées de session, un appel à résumé ouvert tardivement, une participation gratuite et ouverte à tous.

L’atelier s’attachera à définir comment de nouveaux contenus pédagogiques, portant sur les solutions plus respectueuses des humains et de l’environnement, peuvent être insérés dans les formations destinés aux restaurateurs, physiciens, chimistes et instrumentistes en Europe. Il portera l’attention sur les nouveaux développements en matière de chimie et d’outils de prise de décision numériques. L’atelier rassemblera un panel international multidisciplinaire composé d’experts en conservation restauration verte, de spécialistes de l’enseignement et des pédagogies y compris en chimie et en sciences de l’environnement. Dans ce contexte, nous rassemblerons les principales institutions impliquées dans la formation des conservateurs restaurateurs (Courtauld, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne, Université d’Amsterdam) ainsi que les institutions dans lesquelles les départements scientifiques développent des activités de formation spécifiques basées sur des objectifs et des pratiques de conservation de l’art (par exemple, ENS Paris-Saclay, Université d’Amsterdam, Université de Bologne). L’atelier s’inscrit dans le cadre des activités développées par le Groupe de travail « Recherche et restauration » du DIM. Il s’inscrit également dans le cadre du consortium européen GoGreen, qui développe actuellement des solutions respectueuses de l’environnement pour protéger le patrimoine culturel. Dans le cadre de ce projet, des modules de formation seront élaborés sur le leadership écologique en conservation-restauration, la détermination des sensibilités matérielles, les traitements écologiques et leur évaluation et les outils de prise de décision écologiques.

L’Institut National de Recherches Archéologiques Préventives (Inrap) assure la détection et l’étude du patrimoine archéologique touché par les travaux d’aménagement du territoire. Il exploite et diffuse les résultats de ses recherches auprès de la communauté scientifique et concourt à l’enseignement, à la diffusion culturelle et à la valorisation de l’archéologie auprès du public. Dans le contexte des recherches archéologiques, les datations absolues sont devenues indispensables. Leurs résultats permettent de caler les chronologies sur l’échelle du temps. Elles précisent la durée des phénomènes historiques en œuvre et situent dans le temps les événements du passé. Ce 8e séminaire scientifique et techniques de l’Inrap organisé en partenariat avec le LMC14, les 3 et 4 décembre 2024, permet de prolonger la réflexion initiée dans le cadre des journées organisées par le LMC14 en novembre 2023, en axant la réflexion sur la mise en œuvre de ces méthodes de datation appliquées au champs de l’archéologie. En effet, la multiplicité des acteurs et des compétences mises à contribution est grande (biologie, chimie, sciences de la Terre, physique nucléaire…), même au sein de la communauté archéologique, et il était donc important, pour l’Inrap, de proposer un lieu de rencontre interdisciplinaire, d’échanges d’expérience et de réflexion sur l’avenir de ces méthodes et des collaborations qu’elles impliquent. Il s’agit de réfléchir, collégialement, sur l’évolution des protocoles de terrain (échantillonnage), les actions de sensibilisation ou de formation à entreprendre et la nécessité de centraliser et de partager les résultats. Enfin, ces rencontres seront l’occasion d’aborder les différentes approches méthodologiques et d’évaluer leurs atouts ou faiblesses.

Ce professorat invité permet la visite scientifique de John Delaney en région Île-de-France. John Delaney, Senior imaging scientist à la National Gallery of Art (Washington D.C., USA), a introduit la technique d’Imagerie de Spectroscopie de Réflectance dans les études patrimoniales. Ses travaux sont une référence mondiale en développement instrumental de caméras hyperspectrales pour l’analyse d’objets historiques, et en traitement de jeux de données complexes. Sa visite s’articulera autour de deux axes principaux : i) des campagnes d’imagerie chimique organisées in situ dans des institutions membres du DIM PAMIR et ii) des actions de formation et dissémination à l’attention des scientifiques du réseau intéressés par les apports de l’imagerie hyperspectrale pour l’étude des collections.

Les foraminifères planctoniques sont utilisés comme traceurs d’une multitude de paramètres paléoenvironnementaux. Leurs coquilles en calcite peuvent incorporer du soufre (S), des métaux (Zn, Mn, Fe) et des terres rares (REE) d’origine volcanique lorsque les chutes de cendres entrent en contact avec l’océan de surface. Ainsi, les coquilles des foraminifères constituent des archives précieuses du volcanisme passe. Cependant, en raison de la présence d’interférences polyatomiques, il n’est pas possible de mesurer simultanément dans les foraminifères le S, le Zn, le Mn, le Fe et les REE, en utilisant les méthodes ICP-MS quadripolaires classiques. L’objectif principal de ce projet est de développer une nouvelle méthode pour analyser ces éléments dans de petits échantillons de foraminifères (~100 μg CaCO3), à partir du récent développement analytique utilisant la technologie ICP-MS triple quadripole, qui permet de contourner ces interférences. Par la suite, cette nouvelle méthode sera appliquée a l’étude de l’impact de la super-éruption du volcan Toba sur la chimie de l’océan de surface et la biocalcification des foraminifères planctoniques, pendant la transition interglaciaire-glaciaire MIS 5-MIS 4. Le projet cible une carotte sédimentaire contenant plusieurs couches de tephra appartenant au Toba. L’objectif sera de générer un enregistrement des anomalies des rapports S/Ca, Fe/Ca, Zn/Ca et REE dans les foraminifères planctoniques couvrant les multiples éruptions. A partir des mêmes échantillons, des mesures des isotopes du soufre (d34S) seront réalisées. Ces nouveaux résultats seront comparés aux données existantes de pH de l’océan de surface obtenues à partir des isotopes du bore (d11B) des foraminifères provenant de la même carotte, ainsi qu’a l’intensité de la calcification de leurs coquilles. Dans l’ensemble, cette approche permettra d’identifier les apports de soufre et de métaux volcaniques a l’océan lors des éruptions du Toba, de tracer leurs effets acidifiants et/ou toxiques sur la biocalcification des foraminifères planctoniques et, in fine, de mieux comprendre l’impact des émissions volcaniques sur la biogéochimie des océans.

Après 150 ans d’approches basées sur la composition élémentaire, les archéomètres se sont tournés, depuis 1960, vers les analyses isotopiques d’origine géologique pour reconstruire les anciens réseaux d’échange de métaux, indicateurs d’interactions socio-économiques de l’homme dans le passé. La caractérisation des rapports isotopiques du plomb dans un artefact cuivreux peut être liée aux rapports isotopiques du plomb des minéraux de cuivre fondus pour produire le métal constitutif, qui contiennent également des traces de plomb. La méthodologie des isotopes du plomb a été testée en Asie du Sud-Est il y a 40 ans mais n’a pas été poursuivie au niveau régional avant la fin des années 2000. Depuis lors, plus de 1000 échantillons archéologiques ont été analysés et de vastes réseaux d’échange de cuivre/bronze reliant l’Inde, la Chine et le Pacifique, de -1200 avant J.-C. à 1700 après J.-C., ont été mis au jour. Dans de nombreux cas, ces preuves archéométriques ont été les premières à relier les populations passées de ces pays, généralement en raison de typologies de poterie peu développées, constituant l’outil principal des archéologues pour ces périodes. Cependant, depuis 1984, la recherche sur la provenance des métaux basée sur les isotopes du plomb en Asie du Sud-Est a été compromise par l’absence quasi totale de données géologiques et géochimiques fiables sur les gisements de métaux régionaux. Au sein d’une équipe composée d’archéologues et de géologues franciliens et thaïlandais, le chercheur postdoctorant du LIAGIT tentera de remédier à cette lacune en caractérisant minéralogiquement et géochimiquement les trois principales zones historiques de production de métaux en Thaïlande, dans les provinces de Kanchanaburi, Loei et Lopburi. Ce projet fournira une base archéométrique solide pour relier les populations productrices et consommatrices de métaux du passé à travers l’espace et le temps, et pourra aider les géologues actuels à mieux caractériser et quantifier leurs ressources minérales nationales, question cruciale pour l’indépendance économique à long terme.

Ce sujet de doctorat prend sa source dans la découverte de vertébrés à mâchoire (gnathostomes) à préservation exceptionnelle de tissus mous au sein de deux gisements contemporains du Carbonifère (-300 millions d’années), l’un en Uruguay, l’autre aux Etats-Unis. Fait unique, en plus de muscles, nous avons mis en évidence la minéralisation du cerveau chez deux chondrichthyens (poissons cartilagineux : requins, raies, chimères) dans ces deux sites. Ces rares cas de fossilisation remarquable d’espèces vivant pendant une radiation évolutive importante des gnathostomes modernes seront d’abord étudiés grâce à des approches d’imageries non destructives (microtomographie RX CT scan et synchrotron), qui permettront de décrire et d’interpréter des caractères inédits documentant les étapes précoces de l’évolution morphologique encore débattue du squelette de la tête et du système nerveux central chez les vertébrés. Cet axe sera complété par une étude des processus de fossilisation du cerveau qui restent inconnus par : 1. l’analyse élémentaire par fluorescence X des fossiles, 2. une caractérisation fine des conditions environnementales de dépôt, différentes entre les gisements américains et uruguayens, et 3. une étude du rôle exercé par les bactéries impliquées dans la fossilisation exceptionnelle de cet organe délicat. Ainsi, grâce à ces deux axes complémentaires, ce projet portant sur des fossiles inestimables produira des données essentielles à la compréhension de l’évolution d’un organe clé et des conditions nécessaires à sa fossilisation exceptionnelle.

Historiquement, la question de la locomotion des dinosaures ornithopodes est controversée. On sait aujourd’hui que les premiers ornithopodes étaient bipèdes et qu’une quadrupédie secondaire chez les taxons les plus dérivés (hadrosaures) est considérée comme très probable, contribuant potentiellement à leur succès évolutif à la fin du Crétacé. Cependant, la locomotion de certains taxons « intermédiaires », tels que Lurdusaurus et Ouranosaurus, reste débattue. Le projet DINOSIM vise à combiner paléontologie et biomécanique moderne pour mieux comprendre l’évolution de la locomotion chez les ornithopodes. Le choix d’une approche fonctionnelle implique une connaissance précise de l’anatomie. Ainsi, nous procéderons à la description des éléments squelettiques de Lurdusaurus dont nous disposons, et nous nous appuierons sur la littérature pour Ouranosaurus, dont le squelette a été récemment redécrit. A partir de ces éléments, nous pourrons déterminer la position de leur centre de masse et comparer nos résultats avec ceux d’études antérieures chez les dinosaures afin de tester l’hypothèse de la quadrupédie chez ces deux taxons. Les modèles musculosquelettiques de Lurdusaurus et d’Ouranosaurus seront générés à partir de données 3D obtenues précédemment et de l’interprétation de données anatomiques et d’une analyse de la littérature. En particulier, nous nous appuierons sur des reconstructions musculaires chez les ornithopodes, inférées à partir de l’étude de taxons actuels constituant la parenthèse phylogénétique (crocodiles et oiseaux). Des simulations prédictives dans un cadre statique permettront de tester différentes hypothèses posturales chez Lurdusaurus et Ouranosaurus. Le projet DINOSIM, entre paléontologie et biomécanique, met en lumière des spécimens fossiles patrimoniaux d’une grande valeur scientifique et de vulgarisation. En plus de contribuer à la résolution d’un débat scientifique ancien, les nouvelles données recueillies pourront être valorisées à l’échelle nationale et internationale (conférences Musée Up’, festival Pariscience, projet NigerHeritage).

La connaissance approfondie des chaînes opératoires de production des premières productions céramiques d’Europe, associées aux contextes du Néolithique ancien, revêt une importance cruciale pour la compréhension des savoir-faire techniques des premiers agro-pasteurs du continent, de leurs trajectoires spatio-temporelles et de leurs interactions. Traditionnellement, l’identification et la classification de ces céramiques reposent essentiellement sur l’analyse visuelle des poteries. Ces dernières années, l’application de la micro-tomographie, qui offre une exceptionnelle lisibilité de la structure interne des céramiques, a ouvert de nouvelles perspectives pour dépasser la seule expertise empirique des technologues. L’exploitation des données issues de ces analyses reste néanmoins un véritable verrou en raison de la complexité inhérente aux céramiques archéologiques, définies par des profils minéralogiques, chimiques et poreux extrêmement hétérogènes. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de lever ce verrou via une approche novatrice utilisant l’Intelligence Artificielle pour exploiter les images issues des acquisitions micro-tomographiques et MEB de céramiques du Néolithique ancien d’Europe occidentale. Notre premier objectif est de classifier ces céramiques en fonction de leur composition matérielle et des techniques employées pour leur fabrication. Pour ce faire, nous ferons appel à l’apprentissage profond, une technique qui nous permettra de développer un modèle capable d’effectuer cette classification de manière rapide et fiable. Nous décuplerons dans un second temps la portée de ce premier modèle en créant un « jumeau numérique » des céramiques dans une perspective de rétro-ingénierie : cela signifie que nous pourrions simuler les séquences de gestes mises en œuvre pour produire les céramiques anciennes. Cette approche constitue une véritable rupture méthodologique pour la céramologie, permettant d’articuler les différentes échelles d’analyse (du micron au centimètre) dans une perspective inédite.

Beppe Fenoglio (Alba, 1922 – Turin, 1963) est l’écrivain qui, plus que d’autres, a réussi à raconter l’histoire de la Résistance italienne. Depuis 2013, date de la découverte de ses armes, l’intérêt pour ses œuvres et son activité de résistant n’a cessé de croître, conduisant à la numérisation de ses textes en 2022, dans le cadre du centenaire de la naissance de l’auteur. À cette occasion, Giovanni Pietro Vitali a été nommé responsable des activités numériques dédiées à l’écrivain par le Centre d’études Beppe Fenoglio à Alba. Parmi les manuscrits numérisés, il y a Ur Partigiano Johnny. Notre projet vise à proposer l’étude philologique et l’édition numérique de ce texte, qui a une valeur historique fondamentale : il est le seul témoin écrit des activités militaires de l’aéroport de Vesime que les Alliés avaient réussi à mettre en place au-delà de la ligne du front contrôlée par les nazis. Ce manuscrit avait été publié à titre posthume par l’éditeur Einaudi en 1978, mais cette édition ne tient pas compte de tous les documents récemment découverts. Cette œuvre inachevée, en anglais, est pratiquement inconnue et ignorée par la critique : l’édition de 1978, aujourd’hui introuvable, est la seule. Ur Partigiano Johnny mérite une nouvelle attention, mettant en évidence sa valeur scientifique indispensable pour l’étude de l’oeuvre de Fenoglio : il peut en effet être considéré comme une pièce fondamentale du grand roman de la Résistance, que Fenoglio voulait écrire et n’a pas pu terminer et que l’on tend aujourd’hui à identifier avec Il Partigiano Johnny (Einaudi, 1968). Le résultat de cette nouvelle recherche sera une édition actualisée et innovante (dans les matériaux considérés, les méthodes et les technologies employées) et entièrement accessible, qui répondra à un besoin répandu dans la communauté scientifique.

Le Laboratoire de mesure du carbone 14 (LMC14) est l’Instrument National qui permet aux laboratoires de recherche et organismes français de réaliser des datations par la méthode du carbone 14 par spectrométrie de masse par accélérateur (SMA). Créé en 2003 et rattaché au LSCE en 2015, le LMC14 dispose de laboratoires de chimie pour la préparation des échantillons et d’un accélérateur de particules couplé à un spectromètre de masse appelé ARTEMIS pour la mesure des isotopes du carbone. Depuis sa création, le laboratoire a mesuré plus de 70 000 échantillons, dont 40 % appartiennent au Patrimoine culturel (objets archéologiques, collections muséales en partenariat avec le C2RMF, décors peints, œuvres en cours de restauration, bâti, …). Après plus de 20 années ininterrompues de fonctionnement, l’obsolescence de l’électronique du contrôle commande du SMA impose une jouvence afin de remplacer les modules, devenus fragiles et irremplaçables faute de pièces de rechange, par un nouveau système d’acquisition plus actuel et robuste. L’électronique d’acquisition doit être mise à niveau d’urgence pour pallier les dysfonctionnements répétés. Cette jouvence permettra d’assurer le service national et de maintenir la compétitivité de l’installation à l’échelle internationale en s’affranchissant des pannes successibles qui impacteraient une très large communauté de chercheurs dans le domaine du patrimoine culturel. L’opération de jouvence s’inscrit dans une optique vertueuse de prolongement de fonctionnement d’une installation existante plutôt que de l’achat d’un nouveau dispositif. Ce projet vise donc à acquérir un système de contrôle et d’acquisition des données qui assurera la fiabilité technique du SMA afin de répondre aux demandes de datation dans les délais les plus brefs. Cette jouvence bénéficiera aussi aux projets scientifiques développés par le LMC14 dont nombreux sont en collaboration avec des laboratoires du réseau PAMIR.

Le projet EXPOLE vise à valoriser un fonds documentaire exceptionnel lié aux expéditions polaires françaises entre 1947 et 1987, constitué des archives de Simone Weiller, secrétaire puis attachée de presse des expéditions. Ce fonds comprend des documents variés, tels que des photographies, cartes, lettres, articles de presse et objets comme des manchots empaillés, qui permettent de retracer l’histoire des expéditions menées par Paul-Émile Victor. Le projet est porté par des équipes scientifiques du LSCE et de GEOPS, en collaboration avec des institutions comme le LUMEN, l’IDHES-Evry et les Archives Nationales, afin de créer une exposition itinérante inaugurée à l’automne 2025 au LUMEN, centre de culture scientifique à Paris-Saclay. L’exposition comprendra 12 panneaux informatifs, des éléments visuels et sonores, ainsi que des objets historiques. Elle a pour but de sensibiliser le grand public aux missions scientifiques en Antarctique et de mettre en lumière les personnes moins connues ayant contribué à ces expéditions, telles que Simone Weiller. Ce projet de médiation scientifique s’inscrit également dans une volonté de renforcer les liens entre science et société en proposant un contenu accessible et immersif.

L’objectif de ce projet est d’adapter l’équipement de microscopie du laboratoire PPSM aux exigences spécifiques d’échantillons patrimoniaux. Le PPSM est spécialisé dans l’étude des processus physico-chimiques induits par excitation lumineuse. Il étend depuis 2020 ses activités avec la création de l’équipe « Matériaux anciens et paléo-inspirés », soutenue par l’arrivée de chercheurs spécialisés en chimie du patrimoine (notamment peintures, textiles archéologiques et spécimens d’histoire naturelle). La spectroscopie et la microscopie d’absorption visible et de fluorescence sont des spécialités historiques du PPSM, ainsi que la spectroscopie vibrationnelle. Les montages actuels du laboratoire sont conçus pour analyser des échantillons microscopiques ou moléculaires, de formes et distributions bien contrôlés. Ce projet consiste à adapter ces équipements pour faciliter les approches corrélatives combinant l’imagerie de fluorescence, y compris résolue temporellement, et la microscopie Raman à balayage. L’objectif est de développer un dispositif flexible et simple d’emploi, capable de s’adapter aux particularités des objets patrimoniaux, en visant particulièrement les systèmes fossiles et archéologiques minéralisés (différentes échelles, résonances, opacité, etc.). En plus de fournir des informations chimiques cruciales pour la compréhension de la structure physico-chimique de ces objets, cette plateforme ouverte permettra de caractériser les seuils d’endommagement des échantillons et d’identifier des zones d’intérêt chimique, et de les retrouver sur plusieurs instruments, préparant le terrain pour des études complémentaires par méthodes optiques et par rayons X.

Les instruments optiques d’absorption moléculaire permettent depuis une décennie les mesures dans les gaz (traces, isotopes). Leur démocratisation dans les années 2010 a permis notamment de multiplier les analyses isotopiques de l’eau dans la phase liquide et vapeur et de développer le suivi environnemental en temps réel des concentrations en polluant ou en gaz à effet de serre dans des observatoires. Aujourd’hui les instruments laser cherchent à devenir multi traceurs et compétitifs sur les traceurs de nouvelle génération (anomalies isotopiques : Δ17O, les clumped Δ47 et Δ48). La mesure multi traceurs non destructrice (le laser n’altère pas le gaz lors de la mesure) est un avantage pour des analyses d’échantillons patrimoniaux car la parcimonie de prélèvement est indispensable à la conservation de ces derniers et le gaz reste ainsi disponible pour d’autres types d’analyses. Un des objectifs du projet est de faire la démonstration de la récupération du CO2 produit à partir d’un échantillon patrimonial après une analyse des isotopes stables (ẟ13C, ẟ18O, Δ17O, Δ47) par laser pour permettre après une mesure de C14 pour la datation. Le LSCE et ses partenaires ont donc fait le choix de devenir autonomes sur la conception, la fabrication et le déploiement de cette nouvelle génération de machines laser basée sur les techniques issues du monde des horloges optiques et des lasers ultra stables pour la mesure des isotopes de l’eau et du dioxyde de carbone. Pour poursuivre le développement de ces instruments, il s’avère nécessaire d’installer un peigne de fréquence, outil devenu la norme dans la mesure de fréquence laser. Le peigne agit comme une « règle » nous permettant de comparer la fréquence de nos lasers, axe X des spectres, à celle, ultra stable et régulière, des dents du peigne. Couplé à des techniques de spectroscopies garantissant la mesure absolue de l’absorption (CRDS), notre axe Y, nous disposons alors de mesures complètement référencées garantissant leurs exactitudes. Le peigne constitue un module clé pour notre infrastructure structurée autour de REFIMEVE (standard de fréquence garantit par les laboratoires de temps fréquences) permettant disposer d’un outil unique à l’échelle internationale pour toute la plateforme analytique régionale Panoply (LSCE-GEOPS). Nous capitalisons aussi sur le fait que l’Île de France bénéficie d’un écosystème très développé d’écoles, de laboratoires et d’industriels en optique pour nous aider.

L'objectif de ce projet est d'acquérir une machine robotique innovante, combinée à des techniques d'apprentissage automatique, pour trier les microfossiles marins biocalcifiants (foraminifères, ostracodes) et d’autres restes d'invertébrés et vertébrés microscopiques. La composition en espèces de leurs assemblages, leurs variations morphologiques et la composition isotopique et élémentaire de leurs coquilles et squelettes sont de puissantes archives biologiques des variations climatiques et environnementales passées1, de l'évolution des écosystèmes marins et de leur biodiversité. Cependant, l'analyse de la biodiversité et de la morphologie de ces microfossiles, ainsi que la collecte de spécimens monospécifiques au microscope pour l'analyse géochimique, nécessitent énormément de temps et d'efforts. C'est un obstacle majeur à l'exploitation de leur potentiel dans les études paléoclimatiques et paléoenvironnementales. Des machines de triage robotisées récemment développées automatisent ces efforts en utilisant des techniques d'intelligence artificielle pour identifier avec précision les microfossiles jusqu'au niveau de l'espèce. Ces machines sont capables de trier et de classer des milliers de microparticules par jour en fonction de leur morphologie et de leur taille. Elles peuvent également collecter des centaines de milliers d'individus d'une même espèce dans des flacons en vue d’analyses géochimiques. Ces techniques, encore peu utilisées dans des disciplines telles que la micropaléontologie, l'archéologie, la paléoclimatologie et la paléocéanographie, permettront d'analyser des archives biologiques, climatiques et environnementales anciennes avec une résolution temporelle et spatiale sans précédent, ouvrant de nouvelles frontières dans notre compréhension du climat et de l'impact des phénomènes humains ou naturels (tels que le volcanisme) sur la variabilité climatique et l’environnement. Elles permettront le développement d’une biostratigraphie automatisée pour la datation de sédiments ainsi que des innovations majeures dans l'exploitation scientifique des grandes collections franciliennes de micropaléontologie, d'archéozoologie et de sédiments océaniques.

La circulation des techniques médiévales en Méditerranée orientale est un sujet insuffisamment exploré. Intégrées à une démarche interdisciplinaire, les approches matérielles basées sur l’analyse physico-chimique des objets représentent une valeur ajoutée significative pour préciser les échanges culturels et techniques. A ce titre, les armes et armures, objets complexes exportés à des distances extrarégionales, constituent d’excellents cas d’étude. Néanmoins, ,les ‘occasions d’effectuer des examens souvent invasifs sur ce type d’objets demeurent rares. Ce stage de Master contribuera à la mise en place d’une méthodologie inédite pour l’étude des objets ferreux anciens, qui sera appliquée à l’étude d’un dépôt d’armement médiéval (Chalcis, Grèce), reflétant des styles de fabrication varié (italien, turc, mamelouk…). Le sujet profitera également d’une collaboration avec le Musée d’Histoire Nationale d’Athènes, le Musée de l’Armée qui conservent les objets étudiés et le LAPA-IRAMAT-NIMBE (voir annexe). L’approche méthodologique comprendra une caractérisation morphologique et quantitative des traces laissées par les outils sur une sélection d’objets (photogrammétrie et mesures topographiques par microscopie 3D). Suite à la réalisation de prélèvements en amont du stage, des analyses microstructurales (analyses métallographiques, EBSD (Electron BackScatter Diffraction), mesures de microdureté) seront réalisées afin de caractériser la microstructure mais aussi la microtexture du métal (taille des grains, état d’écrouissage…). Ces investigations permettront de déterminer la nature des alliages employés et la variabilité des techniques de mise en forme, par l’étude des textures cristallographiques, dont l’analyse est l’une des spécialités de l’lCMMO. L’approche sera complétée par l’étude des signatures chimiques du métal, axe de recherche porté par le LAPA-IRAMAT (détermination de la composition des inclusions non métalliques par MEB-EDS et LA-ICP-MS).

Le fer puddlé est un matériau issu de la décarburation (affinage) de la fonte dans un four à réverbère, en dessous de la température de fusion du fer ou de l’acier. C’est un produit hétérogène contenant de nombreuses particules de seconde phase (inclusions non métalliques) piégées dans le métal lors de cet affinage. Il a massivement été utilisé au 19eme siècle pour la construction de halles et d’autres ouvrages d’art (tour Eiffel, viaduc de Garabit,…). La maintenance de ces constructions en fer puddlé ainsi que le réemploi de leurs éléments constitutifs (poutrelles, cornières,…) dans une perspective de développement soutenable des sociétés est un enjeu majeur actuellement. Or, même si certaines études se sont intéressées au comportement mécanique du matériau, assez peu d’études ont concerné la variabilité de la microstructure et de la chimie du matériau et son lien avec les conditions de production historiques. En complément des approches sur les sources écrites (traités, normes, etc) examinées dans le cadre d’un plus large consortium, l’analyse physicochimique des matériaux anciens peut répondre à ces questions. Différents échantillons prélevés sur le pont ferroviaire démantelé d’Etang sur Arroux (1868) et d’en caractériser la microstructure et la variation chimique locale. Le corpus sera complété par d’autres éléments en fer puddlé bien situés dans leur contexte historique (identification du producteur dans l’idéal). Les méthodes de caractérisation appliquées seront celles de la science des matériaux : examen métallographique (Microscopie optique) pour déterminer la teneur en carbone, la taille des grains ; examen chimique (Microscope électronique à balayage couplé à l’EDS, microsonde de Castaing) pour déterminer la composition chimique élémentaire des inclusions et la présence et la distribution du phosphore ; des analyses de micro-dureté pour contribuer à déterminer la qualité des matériaux et leur degré d’homogénéité en lien avec la composition chimique.

Pour comprendre le comportement et altération de peintures dans le contexte patrimonial et pour proposer des méthodes de conservation et de restauration adéquates, il est nécessaire d’en connaitre leur composition mais aussi l’évolution de cette composition au cours du temps. Cette dernière concerne particulièrement les peintures murales et dépend en particulier des conditions de conservation de la peinture, son degré d’exposition à la chaleur, à l’humidité, aux agents polluants et à la lumière naturelle ou artificielle (1). Les peintures patrimoniales sont majoritairement constituées de pigments et de liants d’origine naturelle, entre autres de matières protéiques comme les colles animales, le lait et l’oeuf. Ces composants sont facilement sujets à la dégradation. L’étudiant durant son stage de Master 2 devra mettre au point une méthode de détection des protéines contenues dans les liants des peintures patrimoniales. Pour cela, il utilisera la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse (UHPLC-MS), équipement qui a fait l’objet d’un financement du DIM PAMIR et dont l’acquisition est prévue fin 2024. Ce matériel permet de détecter et de quantifier les protéines modifiées ou non dans échantillon, après leur hydrolyse par la trypsine (2). Pour chaque protéine, l’étudiant devra sélectionner les peptides lui permettant sa détection et sa quantification sélective et sensible. Ce travail exploratoire permettra de mettre au point la méthode en utilisant des protéines modèles commerciales (caséine, ovalbumine, collagène de sources différentes). Lors de ce stage l’étudiant abordera la méthode d’analyse protéomique bottom-up. Cette dernière oblige à hydrolyser les protéines d’intérêt en peptides avant leur analyse par UHPLC-MS. Avant cette analyse l’étudiant effectuera un traitement in silico sur les séquences des protéines pour prévoir les peptides qui se formeront après hydrolyse.

Les deux dernières périodes glaciaires terrestres, le Saalien Supérieur (MIS 6) et le Weichsélien (MIS 4- 2), coïncident avec des moments cruciaux de l’évolution humaine avec une nécessaire adaptation au recul des ressources. En Europe, les approches bioclimatiques (palynologie, malacologie, etc.) ont révélé des transformations majeures de la végétation, notamment la réduction des forêts boréales et tempérées au profit de paysages plus ouverts. Cependant, ces deux périodes glaciaires ne sont pas documentées avec la même précision: les archives continentales du Saalien sont moins accessibles et offrent une résolution temporelle inférieure, ce qui a freiné les études comparatives sur l’impact de ces deux glaciations. L’étude des séquences de loess pallient ce manque. Ce projet valorisera des données isotopiques organiques issues de trois séquences européennes de loess : Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Normandie), Villiers-Adam (Île-de-France) et Harletz (Bulgarie). Le signal d13Corg reflète la réponse de la végétation aux changements climatiques, et sa déconvolution par modélisation inverse permet de reconstituer les paléoprécipitations. Les études sur divers proxys des loess, dont le d13Corg, ont montré que chaque amélioration climatique globale du Weichsélien (interstade) trouve un écho dans les climats régionaux, enregistré par les écosystèmes. En revanche l’analyse des d13Corg n’a pas encore été menée pour des périodes plus anciennes comme le Saalien Supérieur. L’étudiant·e aura pour mission d’étudier les signaux isotopiques des trois séquences, de reconstruire les paléoprécipitations, de comparer les indices paléoenvironnementaux obtenus avec d’autres proxys disponibles (sédimentologie, malacologie, magnétisme), de replacer ces résultats dans un contexte paléoclimatique continental, et d’émettre des hypothèses sur les processus sous-jacents aux fluctuations climatiques saaliennes et weichséliennes. Il·elle développera ainsi des compétences solides en interprétation des signaux isotopiques et en paléoclimatologie continentale.

Le DIM PAMIR, l’Institut de l’Energie Soutenable et la MSH Paris Saclay – en partenariat avec la Maison de l’Ile-de-France, CIUP – organisent une journée d’étude qui donne la parole aux récits d’expérience du travail dans l’interdisciplinarité. Les projets et les réseaux présentés portent sur des champs divers tels que l’environnement, la santé, le patrimoine… Cette journée d’étude prolonge le séminaire « Travailler dans l’interdisciplinarité : retours d’expérience » qui se tient depuis février 2024 : https://msh-paris-saclay.fr/travailler-dans-interdisciplinarite-retours-experience/. Cette journée aura lieu le 28 mai à la Maison de l’Ile-de-France, CIUP, 9 boulevard Jourdan, 75014 Paris, de 9h30 à 17h30. Pour en savoir plus, voir : https://je-interdisc.sciencesconf.org/.

La demande inédite en ressources de calcul est intimement liée au développement des applications du calcul haute performance et de l’intelligence artificielle. Afin d’y répondre, il est indispensable de proposer des nouvelles technologies de processeurs. Dans ce domaine, le principal goulot d’étranglement limitant les performances se situe dans les interconnexions assurant les échanges des données dans les processeurs. NcodiN développe une puce nanophotonique révolutionnaire appelée interposeur optique, intégrant des interconnexions utilisant la lumière comme véhicule de l’information qui remplacent les interconnexions électroniques et suppriment leurs défauts (faible bande passante, lenteur, énergivores). Cette solution permettra aux clients de NcodiN de débloquer la pleine scalabilité de leurs architectures de processeurs et d’atteindre des puissances de calcul sans précèdent. L’interposeur NcodiN repose sur une technologie de rupture brevetée, issue des travaux de recherche de Fabrice Raineri et de la Thèse de Francesco Manegatti au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), laboratoire du CNRS. Il s’agit de nanocomposants optoélectroniques miniaturisés, capables de convertir un signal électronique en optique et vice-versa.

Plants critically shape ecosystems and our societies by converting sunlight and CO2 into O2 and bio-mass while they grow. Understanding this growth process constitutes a major frontier in plant research. Growth is a multi-scale process. At a subcellular scale, it depends on the expansion of the cell walls, which involves changes in the chemistry and architecture of constituent polymer networks. Very little is known on the nature and the control of the cell wall changes that are critical for growth, in striking contrast to the, often detailed, knowledge of growth-regulating signaling networks. This is in part due to the lack of appropriate tools to study changes in the complex cell wall polymer assemblies that often occur at fast (~s) and small (<micrometer) scales. In this project, I propose firstly, to breach the spatial limits of the tools by using multi-target optical nanoscopy to visualize cell wall architecture and remodeling, and secondly, to overcome their temporal limits by using light-gated actuators and multiplexed intracellular biosensors to simultaneously perturb and monitor the system dynamics in vivo. In particular, I will address pectin remodeling, the role of which in plant growth was shown to be critical, but without clearly understanding the mechanism. My objectives are to (1) reveal the key changes in cell wall architecture and chemistry during growth, (2) understand the fast signaling by which cells perceive and coordinate wall remodeling, and (3) build a dynamic hybrid model to explain how plants coordinate wall expansion. This interdisciplinary project will provide new insights into the nanoscale organization of cell walls and propose a novel pectin-based mechanism for its active reorganization during growth. This will provide an essential framework, not only for understanding plant growth and morphogenesis but also for the study of life beyond the plasma membrane, for instance in relation to immunity, multicellularity, or symbiosis.

In solid-state physics, all the properties determined by the atoms' position are susceptible to be modified by acoustic phonons. Acoustic phonons are usually seen as a primary source of unwanted effects in electronics, optoelectronics, and quantum technologies based on solid-state platforms. This project proposes a series of tunable nanodevices where acoustic-phonons constitute, instead, a central resource to unveil wavelength conversion phenomena, transfer information, and simulate systems difficult or impossible to study in optics and electronics. The current trend in nanophononics is to engineer acoustic nanodevices to shape the local acoustic density of states, tailor the light-matter interaction, or enhance the interactions with other systems based on static and predetermined fixed-function nanostructures. This project takes a radically different direction by incorporating responsive materials that change their elastic properties under external stimuli. GeSbTe compounds and vanadium dioxide present phase transitions that can be triggered thermally, optically, or electrically and have associated ultrafast changes in their elastic properties. These materials, widely used in active photonics and electronics, will be integrated into nanophononic semiconductor and oxide-based resonators working in the GHz-THz range. The project is organized around three major challenges: i) To develop hybrid tunable acoustic-phonon resonators and transducers based on materials presenting structural phase transitions. ii) To develop reconfigurable nanophononic lattices (i.e. artificial graphene) formed by coupled resonators. And iii) To demonstrate novel acoustic-phonon wavelength conversion phenomena, simulate time-dependent Hamiltonians, and develop dynamical acoustic phonon devices. Using dynamical structures to control acoustic phonons in the GHz-THz range will enable a new dimension in the solid-state physics toolbox.

NEHO will develop a novel photonic integrated circuit platform that enables ultrafast and low-energy consumption neuromorphic information processes by means of a newly developed nonlinear photon-plasmon semiconductor technology at mid-infrared wavelengths (8-12 μm). NEHO vision will be achieved by unconventional use of semiconductors to optimize and control plasmonic effects that will provide the optical nonlinearity required to implement the functionalities of an artificial neuron. NEHO's optical neuron will be the building block for the realization of ultrafast optical neural networks. We will combine the flexibility of field-effect devices realized on semiconductors with the nanoscale nature of plasmonic processes so to enable the reconfigurability of the nonlinear optical coefficient at each node of the network, simply obtained by controlling DC electric potential levels. At the heart of NEHO is the idea of exploiting the rich electron dynamics of semiconductors. Doped semiconductors undergo an interesting transition from the size-quantization regime to the classical regime of plasmon oscillations. This transition region can exhibit strong nonlocal and nonlinear optical response due to a large variety of electron-electron interactions. The decrease in electron density induced on the semiconductor surface by an external bias can be used to modulate the nonlinear response strength. This unprecedented feature will be used to leverage the hardware implementation of a neural network into the development of new machine learning optimization techniques, including the optimization of the nonlinear activation function to different tasks. This extra degree of freedom will offer tremendous benefits for a large variety of machine learning applications.

Many physical systems in nature must be described using a huge number of coupled degrees of freedom. Treating these problems on a classical computer leads to computation times growing exponentially with the system size. Analog simulators are well-controlled systems to which a complex problem can be mapped, and from which the physics can be experimentally readout. Here, we want to develop powerful analog simulators based on semiconductor cavity polaritons, light-matter quasi-particles that have appeared as a versatile platform to explore the physics of bosonic open systems. Using the fine control we now have in polariton lattices, ANAPOLIS opens the door to the simulation of a large class of systems subject to external drive and dissipation, a regime hardly explored in other platforms. Out-of-equilibrium condensation, giant Kerr non-linearity, optical driving of steady-states are the ingredients we will use in ANAPOLIS to explore three scientific objectives: 1.We will study phase fluctuations in polariton condensates and map the system to the Kardar-Parisi-Zhang equation, which describes many dynamical nonlinear systems. In 2D, solving this equation is a challenge raising open questions that no experimental platform has addressed so far. 2.We will resonantly drive polariton lattices with elaborate phase patterns to simulate the physics of charged particles in a magnetic field. Optically inducing complex valued hoppings, we will tailor topological properties for the Bogoliubov excitations, and explore non-linear physics on top of a topological superfluid. 3.We will use cavity lattices under quadratic drive to emulate the physics of the quantum transverse Ising model in a driven-dissipative context. We will use this simulator to find the steady state of the system and explore quantum magnetism and dissipative phase transitions. ANAPOLIS will provide unique opportunities to address stochastic phenomena, nonlinear and many body physics in a driven-dissipative context.

Electron and Ion beams have become indispensable tools in surface and materials science. Many applications rely on extreme miniaturization, like in nanostructuring and doping, which imposes to control the energy, the number and the locations of electrons or ions at the nanometric level. The CITRON project aims at achieving breakthroughs in focused ion and electron beams, exploiting monochromaticity in the low-energy domain (eV-keV) to reach such a fine level of control of the sources of charged particles. In contrast with standard tools, the proposed developments rely on the ionization of a neutral atomic species and on the simultaneous production, detection and control of both the ion and the electron. Such a detection in coincidence yields correlated information on both particles that can be used to improve the beam properties, like the deterministic knowledge of the creation of the charged particles, and the correction of their trajectories in real time. Using this novel technique, which I have recently demonstrated the feasibility with my group, I propose to develop three innovative prototypes: • 1) A focused ion beam using feedback control with unprecedented focused properties. I will used it to realize semiconductor circuit-editing at the (sub-)nm scale. • 2) A deterministic source of (potentially) any type of ion for controlled implantation at the nm level. I will use it for on-demand doping of quantum devices. • 3) A high-resolution electron-energy-loss microscope with precise knowledge of the electron energy and the position on the sample. I will use it to realize both imaging and vibrational spectroscopy for surface analysis. The synergy between the three prototypes is based on atomic beam laser excitation to create a monoenergetic beam of charged particles, with energy and position controlled by correlation between oppositely charged particles. All will require dedicated optical columns designs and fast time and position sensitive detectors.

European consumers are expressing a clear demand for healthier and more sustainable food. Fermented foods (FFs) have the potential to meet these expectations but there is a need to demonstrate their health impacts scientifically, while developing innovative strategies to tackle both sustainability and nutritional health. In this frame, DOMINO will investigate the health impacts of FF-based diet on a healthy population and a cohort suffering from metabolic syndrome to better focus on health biomarkers. We will provide tailor-made microbial solutions using an integrated ‘omics’ strategy and computational biology modelling to address the challenges associated with sustainable food production and healthy nutrition. In six food case studies, selected as representative of the wide diversity of plant-based FF prototypes, we will involve key stakeholders in a multi-actor approach. These objectives will lead to key results: the characterization of the health effect of milk kefir; the application of diagnosis tools based on healthy microbiome/human biomarkers to inform dietary recommendations based on FF for people with metabolic syndrome; the development of an open access database and new computational tools for profiling food microbiomes metabolic interaction during food fermentation and their overlap with the healthy gut microbiome; the delivery of a research and innovation workflow to facilitate the smart design of functional healthy FF, bio-waste valorisation, sustainable processes on plant-based food case studies using the leverage of food microbiomes’ biodiversity; all supported by a federation of key stakeholders and citizens through several living labs and a tailored dissemination strategy. Together we will develop and move towards a vision of the future of FFs in Europe while enhancing the trust of citizens in the food value chain through their involvement and genuine integration of their perspectives, paving the way for citizen-friendly innovation.

The recent development of broadband coherent extreme ultraviolet sources makes it possible to measure dynamics with attosecond resolution (1 attosecond = 10-18 s). This time scale is associated with the electron dynamics and more particularly to the electronic correlation in various systems, from atoms and molecules to solids. Generating and controlling processes on this time scale then gives the opportunity to develop new promising applications in chemistry and biology that can have high impact in society. TD-PICO-MF aims at studying electronic correlation through the measurement of the photoemission delay of core-orbital electrons in a laser-controlled molecular system. For this purpose, TD-PICO-MF brings together advanced technologies from the attosecond interferometry field and laser-induced alignment field, in order to resolve both spatially and temporally the photoemission process. In particular, the research project proposes to study, as a prototype, the photoemission from the 4d core-orbitals of the iodine atom in iodine monochloride (ICl) molecules in gas phase. The measurements will be realized during different laser controlled configurations of the molecular system e.g., during its alignment, orientation and dissociation. The expected impact is to gain a global picture of the influence of the molecular cationic potential during a chemical reaction and to evidence the role of electronic correlation through the measurement of 3D-scattering phase maps in the molecular frame. TD-PICO-MF will utilize existing, and forge new, international collaborations between experiment, theory and academia in order to tackle this complex problematic. The results of our work will be made globally available and presented to the general public. The post doctoral fellow will bring to the host his expertise on laser control of molecular systems and will be trained to the attosecond science and technologies, enlarging his scientific experience and employability.

This work focuses on the evaluation of integrals encountered in Post-Minkowskian perturbative expansion of gravitational observables, using the modern scattering amplitude techniques. In particular, we encounter integrals having a very complicated analytic structure in the form of integrals containing elliptic curves. These integrals are one of the main bottlenecks in the present computations. The aim is to utilise studies from collider physics to evaluate these integrals.

Increasing evidence shows that disinformation spreading has non-negligible impact on our society at individual and collective levels. From public health to climate change, it is of paramount importance to timely identify emerging disinformation signals such as content from known unreliable sources and new narratives, especially from online social media, to provide media professionals and policy makers with trustworthy elements to extinguish disinformation outbreaks before they run out of control. However, monitoring and analyzing large volumes of online content is well beyond the capacity of human ability only. In fact, regardless of the socio-psychological and behavioral reasons behind information forging, the rate at which disinformation is produced is much larger than the rate at which it can be analyzed and its effects adequately mitigated. AI4TRUST will provide a hybrid system, where machines cooperate with humans, relying on advanced AI solutions against advanced disinformation techniques to support media professionals and policy makers. Our system will monitor, in nearly real time, multiple online social platforms, filtering out social noise and analyzing multimodal (text, audio, visual) content in multiple languages (up to 70% of coverage in EU) with novel AI algorithms, while cooperating in an automated way with an international network of human fact-checkers who will be periodically triggered and who will frequently provide validated data to update our algorithms. The resulting quantitative indicators, including infodemic risk, will be inspected under the lens of social and computational social sciences, to build the trustworthy elements required by media professionals to create customizable and reliable data reports. We expect that the AI4TRUST's system, based on a human-centred approach to technology development that is aligned with European social and ethical values, will be integrated in the standard toolbox of data analysts working on disinformation.

Photonics plays a key role in many applications, such as a detection of environmental or toxic gases, analyses of food or health-related products. Those applications depend on the development of highly advanced photonic components working in the mid-infrared (MIR) wavelength range. These components have always been difficult and expensive to make, as they are not compatible with standard microelectronic or photonic fabrication processes. LASTSTEP ambitions to address this issue by developing the world-first all-Group-IV photonic platform using silicon-germanium-tin alloys (SiGeSn). Focusing on the MIR 2-5 µm region essential for sensing of chemical species, the project aims to ensure a wide scale adoption of the developed technology by offering a fully monolithic solution compatible with standard state-of-the-art 200mm CMOS manufacturing processes. The approach will enable cost-effective solutions for sensing, but also for autonomous navigation or consumer products. To achieve this objective, LASTSTEP gathers a world class consortium composed of 3 academic partners, 2 RTOs and 3 industrials. The partners are: -leaders of a CMOS compatible technology for growth and processing of GeSn direct bandgap alloys in an industry-relevant environment - two SMEs well-established on the markets of gas and liquid sensing - world leading PIC design and test-house company to ensure further exploitation of results. LASTSTEP will develop four prototypes based on the fully-group-IV photonic platform for two use-cases. Prototypes will first be assembled from discrete components, then integrated on PICs. LASTSTEP aims to secure for Europe an outstanding position in development and economic exploitation of Si photonics, thereby anticipating maximal return on investment for the EU society. LASTSTEP will bring the decisive further development of Si photonics into a technologically mature MIR platform ready for innovations in the communications, sensing, health, food and safety sector.

Security of open-source solutions in the business interconnected market (especially in IoT where a single product may include components from various Tier 1 or OEM manufacturers) is hard to assure. OEM SW/HW developers that employ open-source solutions must assume that any component provided by 3rd parties needs to be reassessed for security as there is not holistic security auditing/testing process to cover the full production line. The plethora of open-source HW/SW solutions on devices with constrained resources and no trusted environments leads to a considerably expanded threat landscape. The restricted execution environment reduces bootstrapping new devices in an IoT network and deploying/patching them securely; and the full DevSecOps of connected device open-source HW/SW must be reformulated offering security guarantees on the usage of open-source solutions. SecOPERA will provide a one stop hub for complex OSS/OSH solutions offering to designers, implementers, operators and open-source HW/SW developers the means to analyse, assess, secure/harden and share open-source solutions as these are integrated in an overall complex product within a networked connected environment. SecOPERA provides a framework supporting the open source DevSecOps lifecycle that comprises (i) a decomposition and security audit/testing engine that analyses open source solutions (OSS/OSH) (ii) an adaptation engine that debloats OSS/OSH code to remove unrelated open-source code and reduce the code attack surface; and a security enhancement process to harden the OSS/OSH solution (iii) an updating/patching mechanism so that the SecOPERA open-source flows remain secure even if their open-source code starting points are vulnerable. On top of that, SecOPERA hub provides (iv) an open-source repository for secure modules that is used in the security enhancement mechanism of open-source solutions; and (v) an open-source repository of security hardened OSS/OSH solutions and their security guarantees.

Microtubules (MT) are core components of the eukaryotic cytoskeleton with essential roles in cell division, cell shape, intracellular transport, and motility. Despite their functional divergence, MTs have highly conserved structures made from almost identical molecular building blocks – tubulin proteins. A variety of posttranslational modifications (PTMs) diversifies these building blocks, which is thought to control most of the properties and functions of the MT cytoskeleton, a concept referred to as the ‘tubulin code’. While they appear to have subtle effects at the molecular level, tubulin PTMs are essential for maintaining cellular functions of MTs over large spatial and temporal scales. Yet, a comprehensive knowledge of the principles of the tubulin code, connecting its functions across the molecular, cellular and organismal levels, is almost entirely lacking. Our project aims to obtain a novel molecular and mechanistic understanding of how tubulin PTMs control long-term cellular function and homeostasis. Our unique approach bridges all relevant scales of biology and relies on a synergy between our powerful experimental models and expertise in biochemistry, structural biology, single-molecule assays, systems-biophysics, cell biology, and physiology. Specifically, we will: (1) Determine how different tubulin PTMs affect biophysical and structural properties of MTs and their interactions with associated proteins; (2) Define the impact of tubulin PTMs on overall MT cytoskeleton behaviour and the resulting physiological implications in neurons; (3) Combine zebrafish and mouse models and develop a novel fish model for lifelong in-vivo imaging to determine how the tubulin PTMs control lifelong MT-based functions. Our work will define the importance of tubulin PTMs by revealing their critical molecular functions over the lifetime of an organism. The project has the potential to substantially change our perception of the cytoskeleton’s role in homeostasis and disease.

Coding theory is a cornerstone of the mathematics of communications. It an interdisciplinary field, lying at the intersection of mathematics, computer science and electrical engineering. It is a fundamental tool of every system of digital communications, with applications to error-correction, distributed storage, wireless communications, secure multi-party computation and post-quantum cryptography. The ENCODE doctoral network will focus on fundamentals and applications of coding theory to security, privacy and efficiency of distributed communication & computation. The DN will leverage the complementary expertise of 7 academic and 5 non-academic partners, to guide its 8 DCs to address and solve deep problems in coding theory and its applications. The DN will offer a superior supervisory experience for each DC, who will each benefit from the expertise of multiple advisors in academia and industry. The non-academic partners include 5 companies working at the cutting edge of cybersecurity, who will offer invaluable contributions to the training programme via hosting of DCs and input in advanced training sessions. DCs will be exposed to current technical challenges faced by industry and will have the opportunity to apply mathematics to tackle real-world problems during industrial secondments. ENCODE will create a unique training programme, designed to equip its DCs with the scientific tools and transferable skills required for them to become future leaders in the field, both in academia and in industry. The ENCODE programme will implement all EC Principles for Innovative Doctoral Training, adhere to best practice as outlined in the EU Charter & Code, the MSCA Green Charter, and ensure gender equality in all aspects of its activities, to create a lasting international, intersectoral, interdisciplinary doctoral network, dedicated to excellence in science, ethical standards & communications that will extend far beyond the DN.

GENIUS (Glide-symmetric mEtamaterials for iNnovative radIo-frequency commUnication and Sensing) is an Industrial Doctoral Programme led by top European actors of research and innovation in the field of radio-frequency (RF) systems with applications to aerospace communications and automotive sensing proposing novel scientific tools provided by glide-symmetric (GS) artificial materials (or metamaterials). It has recently been discovered that these metamaterials, characterized by a special symmetry inside their constitutive unit cells, possess marvelous electromagnetic (EM) properties (propagation in an ultra-large bandwidth, strong isolation and high absorption features) capable to address the open challenges of modern RF systems, motivated by the increasing demand of ubiquitous connectivity, and the growing automation of transports. GENIUS aims at training highly skilled and creative researchers capable to propose out-of-the-box solutions to industrial needs by means of their knowledge of physical properties of complex EM systems. The design of devices will be enabled by the development of suitable modelling methods (circuit-based, integral-equation-based, quasi-optical) shedding light on the properties of GS materials and providing fast and reliable data on their behaviour. The inter-sectoral character of the training reflects its inter-disciplinarity content: researchers will benefit of academic expertise in GS metamaterials, of the industrial knowledge of applicative needs and of fabrication and test facilities not commonly found at individual institutions. GENIUS will be the only international training program bringing together metamaterial physics and application-oriented RF design. Its researchers will benefit of a dense network of contacts with scientists acquired during network-wide training events suitably complementing the skills acquired through research, to improve their career prospects in the European and worldwide innovation sector.

As the standardization of 5G wireless networks progresses, the research community has started focusing on what 6G will be. Motivated by the need of ensuring high data-rates, while at the same time saving spectrum, a major technology that has been proposed for 6G is the integration of communication and sensing services in the same infrastructure. This enables wireless networks to perceive the surrounding environments, triggering new services and leading to a more efficient use of resources. The INTEGRATE project focuses on the theoretical, algorithmic, and architectural foundations of integrated communication and sensing networks, developing the first open access network-level simulator for joint communication and sensing. To this end, a new implementation of wireless transceiver is proposed, which leverages the use of reconfigurable holographic surfaces and allows the integration of communication and sensing with remarkable performance while at the same time reducing the energy consumption. Specifically, INTEGRATE will: 1) Develop reconfigurable holographic surfaces capable of supporting joint communication and sensing tasks and that can be integrated in wireless transceivers with minimal cost and energy requirements. 2) Characterize the fundamental performance limits of integrated communication and sensing networks, developing an algorithmic framework and protocol suite to approach these limits. 3) Build the first open access software simulation platform for joint communication and sensing networks.

RNA-binding proteins (RBPs) are critical regulators of gene expression programs. They regulate all aspects of RNA life, including transcription, splicing, modification, localization, stability, translation and decay, and consequently, perturbations in these RBP-RNA networks underlie the origin of many diseases. Recent proteomics-based studies have vastly expanded the repertoire of RBPs to the thousands, uncovering unconventional RBPs such as metabolic enzymes ‘moonlighting’ in RNA-binding activity or RNAs “riboregulating” protein function. This represents a much broader layer of biological control that was previously envisaged, which adds an entirely new dimension to RBP-dependent regulation of cellular homeostasis. RBP-ReguNet has been conceived to leverage these new discoveries to identify druggable targets for a range of untreatable diseases, including cancer, neurological disorders, liver diseases and infectious disease. Our ambition in RBP-ReguNet is to create a high-level training program based on basic research but with a strong impact on clinical translation. RBP-ReguNet will provide advanced multidisciplinary scientific training that spans from computational, structural, molecular and cellular biology to medicinal chemistry and pharmacological screening, to the next generation of European researchers in an intersectoral environment to pursue ambitious and high gain research on the development of new therapies based on RBP biology. They will be trained in a range of core and state-of-the-art discipline-specific research skills, complementary transferable skills, and entrepreneurial skills by secondments to non-academic partners, with a common focus to discover actionable targets. This network of excellence will push the boundaries of knowledge in the protein-RNA interactions universe, and at the same time provide the next generation of students with the skills to become future leaders in the field.

The touch-enabled Tactile Internet (TI), also known as the Internet of Skills, is anticipated to bring an unprecedented economic and social impact to the digitized world. So far, it has attracted tremendous interest from industry, standardisation bodies and the research community, and is fully aligned with the goals of Horizon Europe. TOAST will train the next generation of early-stage researchers (ESRs) to tackle the critical challenges of TI through interdisciplinary research. Addressing these challenges requires the ESRs to gain a broad understanding of haptics, teleoperation, haptic communication, networking, edge computing, machine learning and human perception. By bringing together world-class researchers from academia and industry, TOAST will (a) contribute to structuring doctoral research training in EU and consolidating currently fragmented trainings into one DN on TI; (b) provide an innovative training program to the ESRs with a balance of fundamental research questions, pragmatic industrial research perspectives, interdisciplinary cooperation through the development of a joined testbed, which will not only benefit the ESRs by enabling remote training and experiments, demonstrations and public engagement, but also generate stronger synergies and extend TOAST’s impact beyond its conclusion; (c) develop E2E solutions for the TI by leveraging the complementary competences of the partners, which will be transferred into IPR, new products and services; and (d) contribute to the development of the ESRs’ skills and network, enhancing their career perspectives and employability. Importantly, the industrial partners will actively contribute to TOAST's training programme and bridge the gap between fundamental research and applied research to ensure effective exploitation of the research results. TOAST will empower the ESRs with unique competences, while paving the way for other researchers to work on TI, which will assure Europe’s leading position in TI worldwide.

Quantum neural networks are a young research field, that has been rapidly expanding due to their potential to attain revolutionary computing capacities and the possibility to learn on quantum data, inaccessible to classical computers. However, despite impressive proof-of-concept results, currently existing approaches that rely on sparsely coupled qubits, are not scalable to network sizes and connectivities with tunable weights required for state-of-the art tasks. In qDynnet, I will adopt a completely new and unexplored approach that uses parametrically coupled superconducting quantum oscillators instead of physically coupled qubits, that will allow me to obtain quantum neural networks of unprecedented size, connectivity and tunability. To do this, I will shift the paradigm by implementing neurons as basis states of dynamically coupled multi-level quantum oscillators, and connections between neurons as transition rates obtained through different dynamical processes such as parametric coupling, resonant drives and dissipation. I will implement experimentally quantum neural network architectures that were only simulated until now and use them to demonstrate data classification with basis state neurons. In order to go towards more complex tasks, I will use parametric coupling to introduce tunable connections between neurons. I will develop new training methods that will allow me to tune connections in such dynamical quantum neural networks and use them to demonstrate learning to recognize quantum states. I will develop circuit geometries that will be scalable to large quantum neural networks with millions of neurons and tunable connections. The qDynnet project will provide understanding of physics, and methods for dynamical coupling and training, that will have a broad impact across quantum computing fields and serve as a foundation for a whole new family of large-scale dynamical quantum neural networks.

Recent large-scale genomic profiling studies have uncovered mutations in the SWI/SNF (SWItch / Sucrose Non-Fermentable) chromatin remodelling complex subunits in 20% of solid tumours. Most of these tumours resist to current therapies. To address this highly unmet medical need, it is crucial to determine how to harness vulnerabilities induced by SWI/SNF defects. Recent evidence shows that SWI/SNF influences the DNA damage response and is involved in shaping tumour immunogenicity. Though, whether there is a link between these observations, and whether the latter may be therapeutically exploited is unknown. Further, the impact of SWI/SNF defects on tumour heterogeneity, a major determinant of resistance to treatment, remains unaddressed. I therefore propose to identify and understand synthetic lethal vulnerabilities associated with two selected SWI/SNF defects of unmet need (PBRM1 and SMARCB1), and to further study how the latter can be exploited to stimulate the anti-tumour immune response. By using hypothesis-testing and -generating approaches including high-throughput screening on in-house developed isogenic and non-isogenic models, I will identify and decipher novel synthetic lethal vulnerabilities associated with PBRM1 and SMARCB1 defects. Molecular biology, high-content imaging and in vivo experiments will be performed to study the effects of drugs that cause synthetic lethality, both on intra-cellular signalling and on anti-tumour immune response. I will further characterise the impact of SMARCB1 defects on tumour heterogeneity using single cell sequencing on preclinical models and human tumour samples. Preclinical data will be integrated with tumour profiling and clinical data, and will guide the development of proof-of-concept clinical studies, as I previously did. The overall research program will identify, decipher mechanistically and evaluate clinically novel immuno-oncology therapeutic strategies for selected SWI/SNF-deficient tumours of unmet need.

Life-long tissue homeostasis requires sustained function of differentiated cell types as well as progenitor cells, which ensure tissue self-renewal. Little is known about the role that non-genic repetitive DNA sequences play in the maintenance of cellular homeostasis in divers somatic tissues in vivo. Transposable elements (TEs) are omnipresent, highly repetitive DNA sequences that mobilize and propagate within host genomes. Though previously thought to be fully repressed in the soma, TEs can be actively transcribed and, at least to some extent, mobile in certain somatic tissues. Indeed, somatic TE activity was proposed to contribute to normal development, aging, and pathologic conditions, such as cancer or neurodegeneration, underscoring the potential bearing that these selfish genetic elements could have in the soma. Nevertheless, the dynamics of activity and tissue-specific regulation of TE sequences are poorly understood, as is the impact of TE activity on different somatic cell-types and tissues. We have recently uncovered that prevalent, tissue-specific TE mobility occurs in the Drosophila intestine and can lead to gene inactivation and tumor formation. Here, using this powerful and genetically amenable in vivo model system, I aim to combine genomic techniques with developmental and cell biology approaches to address the intriguing interplay between TEs and somatic tissue function in vivo. I will ask: 1- How TE activity differs between diverse cell types and how it changes in a tissue under normal or pathological conditions, as well as during aging? 2- What processes control TE activity in somatic cells in vivo?; and 3- What are the direct consequences of TE transcriptional activity and mobility on somatic cell function, and the long-term impacts at a tissue and organism level? Ultimately the proposed research program will shed new lights on the importance of mobile DNA sequences in the maintenance of lifelong tissue homeostasis in vivo.

In the EU, 1 in 35 women and 1 in 23 men will be diagnosed with colorectal cancer (CRC) in their life span (ca. 340,000 cases and 156,000 deaths in 2020) causing an annual economic burden of ca. 20 billion EUR. Identifying CRC early enables better treatment options. Screening usually entails a quantitative faecal immunological test (FIT) to predict the need of colonoscopy for the detection of colorectal lesions, an expensive and invasive procedure. We aim to predict this need with specificity increased by >20 percentage points by using metagenomic microbiomes. We hypothesise that computational microbiome profiles extracted using artificial intelligence (Al) technology will allow for optimised personal therapy stratification. However, clinicians do not have access to broad microbiome data. With Microb-AI-ome, we will develop a novel kind of computational stratification technology to enable microbiome-enhanced precision medicine of CRC. Metagenomic microbiome data to date is distributed over many national registries, and privacy regulations are hindering its effective integration. With Microb-AI-ome, we will overcome this barrier by establishing the first privacy-preserving federated big data network in CRC research. We will integrate isolated, national databases into one international federated database network - rather than a cloud - covering metagenomes for over 5,000 individuals screened for CRC, and an expected total of 100,000 by 2026. Microb-AI-ome ensures that no sensitive patient data will leave the safe harbours of the local databases while still allowing for the classification of clinical CRC phenotypes, which we will demonstrate in clinical practice allowing regulatory bodies to adopt evidence-based guidelines. Our consortium combines expertise in CRC and its treatment, microbiomics, artificial intelligence, software development, and privacy protection to close the gap between privacy and big data in international medical research.

The Framework for Programmable Atomic Large-scale Quantum Simulation (PASQuanS2) aims to transform the European landscape for programmable quantum simulators, delivering internationally leading platforms involving over 1000 neutral atoms in optical tweezer arrays and also in optical lattices. Over a Framework Partnership Agreement delivering two Specific Grant Agreements, we will bring together partners from academia and industry (including technology enablers, platform developers, and end-users) to address central technological challenges. We will connect technologies across national borders and use our combined expertise and technologies to further scale up the system size, reduce noise and temperature, and improve stability. We will test and transfer know-how between trapped ion and neutral atom platforms and integrate the hardware with application-specific software stacks for analogue solutions of relevant real-world problems, including verification and optimal control techniques. We will facilitate the expansion and networking of the supply chain and startup companies delivering platforms, ensuring the ultimate delivery of technology readiness level (TRL) 6-7 quantum simulators, including both cloud-based platforms, and quantum simulators linked with existing high-performance computing infrastructure. We will work with the end-user community across academia and industry to identify new specific applications where quantum simulators provide a practical quantum advantage over traditional high-performance computing. We will particularly address potential applications in materials science, quantum chemistry, logistics, and optimisation – which are relevant across many sectors. We will also deliver a clear plan for dissemination, exploitation, and communication. This will include developing and protecting intellectual property, and to expand awareness of quantum simulators and their capability and applications amongst policy makers, industry, and the general public.

The Quantum Secure Networks Partnership (QSNP) aims at creating a sustainable European ecosystem in quantum cryptography and communication. A majority of its partners are participants in the Quantum Flagship projects CIVIQ, UNIQORN and QRANGE, and include world-leading academic groups, research and technology organizations (RTOs), quantum component and system spin-offs, cybersecurity providers, integrators, and telecommunication operators. The Partnership thus has the expertise in all technology development phases, from new designs to field deployment, making it ideal to carry out the future Specific Grant Agreement (SGA) projects. QSNP is structured around three main Science and Technology (ST) pillars. The first two pillars, “Next Generation Protocols” and “Integration”, focus on frontier research and innovation led mostly by academic partners and RTOs. The third ST pillar “Use cases and Applications” aims at expanding the industrial and economic impact of QSN technologies and is mostly driven by companies. In order to achieve the specific objectives within each pillar and ensure that know-how transfer and synergy between them are coherent and effective, QSNP has established ST activities corresponding to the three main layers of the technology value chain, “Components and Systems”, “Networks” and “Cryptography and Security”. Future SGA projects will be able to efficiently rely on this framework, in such a way that the ultimate objective of developing quantum communication technology for critical European infrastructures, such as EuroQCI, and private information and communication market sectors, will be achieved. QSNP will contribute to achieving European sovereignty in quantum technology for cybersecurity. At the same time, it will generate significant economic benefits to the whole society, including training a new generation of scientists and engineers, and the creation of high-tech jobs in the rapidly growing quantum industry.

The OpenSuperQplus consortium is a structured partnership aiming at large-scale European quantum computers in the superconducting platform. It proposes and implements a set of roadmaps covering the complete technology stack including quantum hardware, enabling hard- and software, engineering, and an application-driven test suite. It will implement and guide two specific grant agreements (SGAs), aiming at 100 and 1000 qubits with high fidelity, respectively. Grown out of the ramp-up project OpenSuperQ, it brings together a community of excellent academic groups, RTOs, and companies of various sizes spread over Europe, and that includes widening countries. Industrial partners allow to commercialize components, enabling technologies as well as full machines. Its scientific focus is on high coherence, which is crucial to reach the break-even point of quantum advantage in NISQ and reaching out to fault tolerance. Beyond the SGAs, OpenSuperQplus will collaborate with many other Flagship projects, contribute to standardization through CEN/CENELEC, and form a sustainable partnership in the form of a professional organization.

Muscular dystrophies are severe genetic disorders characterised by muscle wasting, impaired mobility and premature death, which to date remain incurable. Although preclinical and clinical evidence position genetic therapies amongst the key emerging treatments for several genetic conditions, no gene therapy or genome editing strategy has been approved for any muscular dystrophies yet. The lack of robust, human(ised) models enabling precise development of such advanced therapies is a major barrier towards their clinical translation for muscle diseases. To overcome this limitation, we have assembled the multidisciplinary MAGIC consortium to build novel, high-fidelity, models of human skeletal muscle pathophysiology which will be used to develop new vectors for safe and efficacious neuromuscular gene therapy and genome editing. Specific rare (paediatric) diseases targeted by our consortium are Duchenne muscular dystrophy (DMD), X-linked (XLCNM), autosomal dominant (ADCNM) and autosomal recessive (ARCNM) centronuclear myopathies (CNMs), LMNA- and COL6-related congenital muscular dystrophies (CMDs). Microfabrication, microfluidics and human stem cell differentiation technologies will be used to generate disease-specific human myofiber- and muscle-on-chip devices qualified for commercialisation, capable of screening toxicity and cell-specificity of new adeno-associated viral vector (AAV) capsid variants, and unique muscle-specific lentiviruses. Selected vectors will be equipped with novel lineage-specific regulatory elements to further restrict transgene expression to myofibres, muscle stem cells or interstitial fibroblasts, reducing also potential immunogenicity. The same vectors will be loaded with therapeutic genes or with new mutation-independent (for DMD and XLCNM) or mutation-specific (for LMNA- and COL6-CMD) gene editing tools, which will then be validated in dystrophic rodents. Finally, GMP-compatible batches of the top performing vectors will undergo advanced preclinical testing in large animals, preparing them for future clinical translation.

As major players in the regulation of immune responses, regulatory T cells (Tregs) are important therapeutic targets for autoimmune and inflammatory diseases. Interleukin-2 (IL-2) used at low doses (IL-2LD) stimulate and expand Tregs in vivo. While 1st-generation native IL-2LD are currently under extensive clinical evaluation, pharmaceutical companies are developing 2nd-generation IL-2 muteins with improved half-life and activity. We aim to develop 3rd-generation IL-2 specifically targeting inflammatory sites (IL-2IT) by using antibodies (Abs) against oxidation specific epitopes (OSE) that are both universal markers and mediators of inflammation. IL-2-OSE-Ab fusion proteins should allow dampening of local inflammation by a double-hit mechanism involving Ab neutralization of pro-inflammatory OSE and IL-2 stimulation of Tregs. As a proof of concept, we designed a first IL-2IT in which an IL-2N88R mutein is fused to an scFv from a prototypic anti-OSE Ab. This IL-2IT (i) binds to IL-2 receptors and OSE, (ii) has an extended half-life and (iii) superior therapeutic efficacy compared to native IL-2 in mice. Our general objectives are to design an optimized IL-2IT by testing combinations of different anti-OSE Ab with IL-2 and IL-2 muteins, and to complete its preclinical development in mice and macaques. We will validate the use of IL-2IT in cardiovascular diseases (CVD), i.e. atherosclerosis, vasculitis, myocardial infarction and SLE-associated CVD, as these conditions have been shown to be improved by Treg infusions, native IL-2 and OSE-Abs in mice. Carried by leading experts in the use IL-2, OSE-Abs, models of CVD, and clinical trials with native IL-2, the successful validation of an IL-2IT will open a new era for highly selective and effective immunotherapies based on Treg stimulation for diseases that represent a leading cause of death and morbidity. Furthermore, it will validate the broader concept of targeting any therapeutic molecule to inflammatory sites.

OptimESM will develop a novel generation of Earth system models (ESMs), combining high-resolution with an unprecedented representation of key physical and biogeochemical processes. These models will be used to deliver cutting-edge and policy-relevant knowledge around the consequences of reaching or exceeding different levels of global warming, including the risk of rapid change in key Earth system phenomena and the regional impacts arising both from the level of global warming and the occurrence of abrupt changes. OptimESM will realise these goals by bringing together four ESM groups with Integrated Assessment Modelling teams, as well as experts in model evaluation, Earth system processes, machine learning, climate impacts and science communication. OptimESM will further develop new policy-relevant emission and land use scenarios, including ones that realise the Paris Agreement, and others that temporarily or permanently overshoot the Paris Agreement targets. Using these scenarios, OptimESM will deliver long-term projections that will increase our understanding of the risk for triggering potential tipping points in phenomena such as, ice sheets, sea ice, ocean circulation, marine ecosystems, permafrost, and terrestrial ecosystems. OptimESM will further our understanding of the processes controlling such tipping points, attribute the risk of exceeding various tipping points to the level of global warming, and develop a range of techniques to forewarn the occurrence of tipping points in the real world. Artificial Intelligence (AI-) methods for statistical downscaling will be developed and applied to improve our understanding of the effect of long-term global change and tipping points on regional climate, particularly extreme events. New knowledge and data from OptimESM will be actively communicated to other disciplines, such as the impacts and policy research communities, as well as the general public. This knowledge will provide a solid foundation for actionable science-based policies.

Within European coastal zones, intertidal areas consisting of soft sediment emerging during each low tide, form complex seascapes covering more than 10 000 km2 along the 35 000 km of the tidal coastline. These habitats provide multiple ecosystem services with great potential to cope with the biodiversity-climate crisis by contributing to carbon neutrality, climate resilience and biodiversity support. Nevertheless, these seascapes continue to be fragmented and threatened, resulting in a decrease of their provision of services. Rewilding, a nature-based solution, is a new concept for seascapes to reverse this situation and to “let (again) Nature do the job” ensuring climate resilience, biodiversity support and societal benefit of the future European shoreline. Within a network of 10 demonstrators and 25 partners from 11 European states, including 8 with a tidal coast, plus the UK, Canada and the USA, REWRITE will bring an interdisciplinary consortium of natural and coastal environment and social sciences and humanities experts to address the current ecological and social challenges regarding intertidal seascape rewilding. Expanding innovative approaches, REWRITE will focus on the climate-biodiversity-society nexus, to reach 4 specific objectives: -identify environmental, social and cultural drivers and barrier parameters to rewild intertidal sediment seascapes within the context of climate change; -strongly engage stakeholders to achieve a step-change in their appreciation of the natural function of these seascapes and integrate their interests within a co-design of scenario for future European shoreline; -estimate and upscale trajectories of intertidal seascapes from the local to the European level, following rewilding (passive), restoring (active), “business as usual” or “do nothing” options; -establish tools and methods for successful rewilding to ensure a high ecological and societal co-benefit/low-cost ratio for a climate-neutral and resilient European shoreline.

The Global Stocktake, and the success of the Paris Agreement, hinges on the information nations provide about their emissions through National Greenhouse Gas Inventories (NGHGIs). Current methodologies laid-out by the IPCC for reporting emissions are generally built around the use of statistical data and emission factors. Although they are designed to be transparent, they can have significant uncertainties owing to incomplete or inaccurate information. The 2019 refinement of the IPCC Guidelines highlights the need for independent verification of NGHGIs especially using atmospheric observations. However, the technical complexity and the hitherto limited resolving power of atmospheric constraints makes it challenging for NGHGI compilers to adopt this type of verification. EYE-CLIMA will address this need for independent verification by developing observation-based methods (using both satellite remote sensing and ground-based observations) to a level of readiness where they can be used to determine emissions at national and sub-national scales and for verification of NGHGIs. The methodology involves using process-based and data-driven models to simulate GHG fluxes, first without atmospheric observations, then these fluxes are then combined with models of atmospheric transport and chemistry to assimilate atmospheric observations, which are used to correct the first flux estimates. Through engagement with stakeholders, i.e., NGHGI compilers, EYE-CLIMA, will develop flux data products for CO2 (LULUCF sector), CH4, N2O, and emissions data of F-gases (SF6, HFC-23, HFC-143a, HFC-125, HFC-134a, HFC-32) and black carbon (BC), which will be tailored to their needs. The fluxes will be attributed to natural versus anthropogenic sources, and for the latter, to source sectors that can be compared with groups of IPCC sectors in NGHGIs. The methodology for the atmospheric inversions and how to use these for verification of NGHGIs will be described in best practice guidelines.

The ambition to achieve the Paris Agreement goals has led to the realization that a rapid and full decarbonization of the economy is required, involving a structural transition of the current economy and society. With the rise of quantified policy targets, policy packages, and consideration of multiple dimensions and sectors, Integrated Assessment Models with their ability to consider complex relationships and provide calibrated numerical results have become ever more important in the last decade. The PRISMA project aims to bring these models to the next level by focusing on four key areas of improvement, namely the representation of distributional justice and efficiency, innovation and finance, climate impacts and land-use implications, and lifestyle change and circularity. In these four key areas we will improve existing large-scale IAMs and sectorial models, and consider the linking of different models where applicable. Two cross-cutting shared themes across these areas are the improvement of the temporal and spatial resolution of the analysis, and the representation of disruptive and structural change in the economy. Notably we will increase the spatial granularity with a focus on Europe, and look at the yearly and in particular near term detailed modeling of rapid decarbonization pathways. The extensive model development will be co-designed through an interactive stakeholder engagement process from the beginning, and focus on model openness and usability to ensure the stakeholder and policy relevance. Moreover, PRISMA will focus in its application on the analysis of the spectrum of Fit for 55 package policies of the EU developing focalized robust and resilient Net zero pathways and assess the uncertainty around key variables and outcomes. PRISMA will also provide key insights to international climate assessments, a large number of open modelling tools and databases, including capacity building and dissemination activities for all countries.

Monitoring the composition of the atmosphere is a key objective of the European Union’s flagship Space programme Copernicus, with the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) providing free and continuous data and information on atmospheric composition. The CAMS Service Evolution (CAMEO) project will enhance the quality and efficiency of the CAMS service and help CAMS to better respond to policy needs such as air pollutant and greenhouse gases monitoring, the fulfilment of sustainable development goals, and sustainable and clean energy. CAMEO will help prepare CAMS for the uptake of forthcoming satellite data, including Sentinel-4, -5 and 3MI, and advance the aerosol and trace gas data assimilation methods and inversion capacity of the global and regional CAMS production systems. CAMEO will develop methods to provide uncertainty information for users of CAMS emissions, policy, solar radiation and deposition products in response to prominent requests from current CAMS users. CAMEO will contribute to the medium- to long-term evolution of the CAMS production systems and products. The transfer of developments from CAMEO into subsequent improvements of CAMS operational service elements is a main driver for the project and is the main pathway to impact for CAMEO. The CAMEO consortium, led by ECMWF, the entity entrusted to operate CAMS, includes several CAMS partners thus allowing CAMEO developments to be carried out directly within the CAMS production systems and facilitating the transition of CAMEO results to future upgrades of the CAMS service. This will maximise the impact and outcomes of CAMEO as it can make full use of the existing CAMS infrastructure for data sharing, data delivery and communication, thus supporting policymakers, business and citizens with enhanced atmospheric environmental information.

To support EU countries in assessing their progress for reaching their targets agreed in the Paris Agreement, the European Commission has clearly stated that an objective way to monitor anthropogenic CO2 emissions is needed. Such a capacity will deliver consistent and reliable information to support policy- and decision-making processes. To maintain Europe’s independence in this domain, it is imperative that the EU establishes an observation-based operational anthropogenic CO2 emissions Monitoring and Verification Support (CO2MVS) capacity as part of its Copernicus programme. The H2020 projects CHE and CoCO2 have already started the ramping-up of the CO2MVS prototype systems, so it can be implemented within the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) with the aim to be operational by 2026. The CORSO project will further support establishing the new CO2MVS addressing specific research & development questions. CORSO will deliver the capabilities at global and local scale to optimally use observations of co-emitted species using their emission ratios and uncertainties to better estimate anthropogenic CO2 emissions. CORSO will also assess the added-value of high-temporal resolution in-situ 14CO2 and APO observations in global and regional scale inversions and of satellite observations of soil moisture, LAI, SIF, and Biomass in the global CO2MVS system to better separate the impact of fossil fuel and biospheric fluxes on the atmospheric CO2 concentrations. The main long-term impact of CORSO will come through the delivery of documented methodologies, prototype systems, and recommendations, addressing the identified topics above, feeding into the ramping-up of the operational CO2MVS capacity and therefore ensuring a more comprehensive and accurate CAMS anthropogenic CO2 emission monitoring and verification support capacity.

A critical need for the future of space exploration is the ability to run artificial intelligence (AI) algorithms in situ under the harsh conditions of space. In recent years AI has been revolutionising industrial processes and everyday activities primarily because the computing power has reached a level that enables these algorithms to function. On the ground this is primarily due to the enormous investments in the development of high-performance graphical processing units (GPU) and of the optimised software needed for them. These are delicate devices that cannot be deployed in the harsh conditions of space and the transistor density of the components of a GPU would be too extreme to resist the radiations present in space. ASAP takes on the task of using processors that can sustain the radiation environment of space to transfer to space operation AI algorithms that so far could only be run on the ground. ASAP will use the most advanced space-hardiness proven processors and develop the software needed to run AI algorithms on them. ASAP will show proof of principle functionality and will reach TRL-4. ASAP focuses on five goals: 1) Working towards the identification and implementation of Machine Learning algorithms for the next generation space applications: a suite of candidate algorithms has been identified and will be evaluated during the project for their possible deployment to space; 2) Identification and development of a computing platform for ML algorithms producing a prototype hardware using only components that can operate under space conditions; 3) Definition of a validation plan and its execution in a laboratory validation campaign reaching TRL-4; 4) Implementation of a virtual environment to provide support to the development of ML algorithms; 5) Transforming the future development of technologies and scientific instrumentation for space science and exploration missions bringing artificial intelligence to space missions.

WiLiMan-ID addresses the complexity and the dynamics of the host-pathogen interactions for five animal infectious diseases (IDs) that are ranked as high priority by the EU (Avian influenza, African swine fever, West Nile fever, African horse sickness, and Chronic wasting disease). These IDs circulate in livestock and wildlife and, at the human-animal interfaces: two are causing severe economic losses to farming systems and three represent a threat to human health. The main objective of WiLiMan-ID is to identify key factors driving their emergence and dissemination in ever-changing environments by integrating data at different scales (pathogens>host>community of hosts>territory) and, to provide farmers, health services and policy makers with innovative strategies and methods for prevention, surveillance and control for the IDs considered in WiLiMan-ID and beyond. To meet this objective, WiLiMan-ID will in particular: - Improve methods for sensitive and accurate detection and identification of pathogens and their variants in complex environments. - Identify drivers promoting the increase in pathogen virulence, transmissibility and/or host-shift. - Assess the impact of host factors as a key parameter of pathogen evolution and dynamics, such as vaccination or pre-existing immunity to viral infection. - Identify transmission routes, the role of vectors, the impact of the environment (pathogen reservoirs in wildlife, global change impact on migration routes) and of the management practices (farming, trade, transport) on pathogen dissemination and transmission. - Develop next-generation analytical approaches for optimized surveillance and management strategies of IDs, within a context of global changes. - Disseminate and communicate the results to stakeholders and engage in further co-innovation. Convert the results into user guides, training materials and communication tool kits to optimise their exploitation.

The climate change is now one of the biggest threats faced by our natural world and leads to many extreme weather events, flooding, wildfires and heatwaves. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are the promising technologies for the emergency response applications (ERAs) to provide more efficient and faster services to save lives and reduce economic loss. This project aims to develop an innovative cooperative, connected and intelligent UAVs (CIUs) for ERAs, where sensing and computing resources, and flying information from individual UAV could be shared and exploited through effective communications and control of the CIUs. Specifically, context-aware and service-oriented UAV-to-everything (U2X) networks; robust cooperative UAV sensing and computing (CSC) schemes and intelligent cooperative UAV control strategies for ERAs will be investigated. An international inter-sector and inter-disciplinary consortium consisting of world leading academic institutions and prominent industrial partners is created to collaborate on developing novel CIU technologies in ERAs. Cutting-edge communications networks, edge computing, cooperative sensing, intelligent control, and machine learning related technologies will be investigated to tackle the associated challenges. With competent and complementary expertise of the partners and their extensive international research collaboration experience, this project will promote research innovation, foster knowledge sharing, enhance the potentials of participating researchers, and contribute to the European leadership in the UAVs, cooperative sensing and computing, multi-agent control, information and communications technology (ICT), and emergency response sectors. The developed CIU technologies and applications are not only applicable in various ERAs, like flooding, wildfires, and earthquake; but can also be readily extended to other applications, such as smart cities, public safety, agriculture, and the wider scientific community.

EAJADE is a training and staff exchange network for accelerator R&D within elementary particle physics. The recent update of the European strategy for particle physics emphasises the need for a “Higgs factory” — a lepton collider able to study the Higgs boson in detail. Such a machine is both a precision instrument and a discovery machine for potentially groundbreaking physics. All Higgs factory proposals require wide international collaboration for their implementation and 5-10 years of design refinements and technical developments before construction. The relevant expertise and infrastructures are globally distributed, and a wide interdisciplinary and inter-sectorial network is essential to make progress and train future experts in the field. EAJADE makes use of international staff exchanges as a vehicle to efficiently boost technical progress, exploit facilities world-wide, create unique training opportunities, and build strong collaborations with Japanese and American scientists, and with industry partners in Europe. Accelerator R&D and the realisation of future machines like a Higgs factory are truly global endeavours relying on expertise in a broad set of fields and a number of state-of-the-art technologies. Future facilities also need to carefully address their CO2 footprint, study the use of renewable energy sources and of energy efficiency, and aim to become models of sustainability. These challenges require intersectoral efforts and development of best practices. EAJADE is expected to lead to important and innovative advances for accelerators and the related high-tech industry, with substantial benefits also for other disciplines where accelerators are about to become key instruments. It will also help develop a more performant and sustainable European knowledge-based economy, by providing top-level training to many physicists and engineers, and through the efforts to reduce the energy consumption of accelerator technology used in numerous facilities.

The main purpose of this proposal is to explore random planar metrics. Two canonical models of random continuum surfaces have been introduced in the past decade, namely the Brownian sphere obtained as the scaling limit of uniform random planar triangulations, and the Liouville Quantum Gravity metric obtained formally from the exponential of the Gaussian free field on the sphere. Our objective is to broaden our understanding of random planar metrics to the case of metrics with “holes” or “hubs”, and to the causal (when a time dimension is singled out) paradigm. We also plan on studying random maps in high genus and to connect to models of 2-dimensional hyperbolic geometry such as the Brook–Makover model, random pants decompositions or Weil–Petersson random surfaces. We believe that the tools developed in the context of random planar maps, such as the systematic use of the spatial Markov property, the utilization of random trees to decompose and explore the surfaces, or the fine study of geodesic coalescence can be successfully applied to the aforementioned models. We expect spectacular results and we hope to reinforce the connections between those very active fields of mathematics. This proposal should give rise to exceptionally fruitful interactions between specialists of different domains such as probability theory, two-dimensional hyperbolic geometry, and theoretical physics, as well as mathematicians coming from other areas, in particular from combinatorics. To ensure the best chances of success for the proposed research, we will rely on the unique environment of University Paris-Saclay and neighboring institutions.